Experimental and statistical analysis of thermal comfort in university classrooms

Thermal comfort depicts the satisfaction of the occupants in relation to the indoor thermal environment. The research work is based on an experimental campaign conducted in 16 classrooms of Politecnico di Milano during summer 2017, in which 12 are naturally ventilated and 4 are air conditoined classrooms. 985 students participated in the survey with occupant’s subjective responses and their objective environmental parameters. The main focus of the research is classified into two categories. The first part of the research is dedicated in assessing the experimental data against the correlation adopted respectively in ASHRAE 55 and EN 15251 standards. The second part is devoted to assess a new methodology for establishing a link between the two major approaches, Fanger’s PMV-PPD model and Adaptive thermal comfort model, in deriving the satisfaction indexes. To this scope, a relation between the mean vote and the deviation of the operative temperature from the comfort temperature has been investigated. Complementarily, probit analysis has been used to characterize the variance of the distribution of the votes in order to modify the correlation between PMV and PPD. The above correlations have been used to propose a new relation to find the comfort temperature and acceptability limits related to specified PPD. The conclusion of the new approach shows that the variance of distribution might be significantly different from the one assumed by Fanger, with impact in the determination of the percentage of dissatisfied.

Il comfort termico rappresenta la condizione di benessere percepita dagli occupanti in relazione all'ambiente termico. Il lavoro di ricerca si basa su una campagna sperimentale condotta al Politecnico di Milano, nell’estate 2017 in 16 aule, , di cui 12 ventilate naturalmente e 4 con impianto condizionamento attivo. Sono stati coinvolti 985 studenti che hanno fornito le proprie le risposte soggettive ad un questionario, in contemporanea al monitoraggio dei i parametri ambientali oggettivi. Gli obiettivi principali della ricerca sono suddivisi in due fasi. La prima parte dell’analisi dei dati raccolti sul campo è dedicata a valutare l’accuratezza delle correlazioni utilizzate negli standard ASHRAE 55 e EN 15251. La seconda parte consiste nel ricavare una nuova metodologia stabilendo un collegamento tra i due principali approcci, il modello PMV-PPD di Fanger e il modello di comfort termico adattivo, nel quantificare la percentuale di insoddisfatti A tal fine è stata valutata la relazione tra il voto medio e lo scostamento della temperatura operante da quella di comfort. Complementariamente è stata utilizzata la probitanalisi per caratterizzare la varianza della distribuzione dei voti al fine di modificare la correlazione tra PMV e PPD. Le correlazioni di cui sopra sono utilizzate per proporre una nuova relazione per trovare la temperatura di comfort e i limiti di accettabilità relativi al PPD specificato. La conclusione del nuovo approccio mostra che la varianza della distribuzione può essere significativamentediversa da quella assunta da Fanger, con impatto sulla stima degli insoddisfatti.